A cauda da agulha não é um defeito de impressão isolado nas linhas de produção SMT, mas o resultado da interação acoplada entre as propriedades reológicas da pasta de solda, os parâmetros do estêncil e a ação do rodo. Durante o rastreamento contínuo no local de 17 lotes de placas defeituosas nas instalações de um cliente da JiaJinYuan, descobrimos que 92% dos resíduos de agulha ocorreram nas extremidades das almofadas dos dispositivos QFP-64 e SOIC-28, todos localizados na zona de fratura capilar formada dentro de 0,15 segundos após o rodo sair do estêncil.

A incompatibilidade de parâmetros reológicos é a causa subjacente da cauda da agulha

A pasta de solda não é um fluido newtoniano; sua tensão de escoamento, índice tixotrópico e viscosidade plástica determinam em conjunto sua capacidade de recuperação de deformação durante o processo de impressão. Quando a tensão de escoamento está abaixo de 85 Pa, a pasta de solda não consegue resistir à tensão superficial e retrai com o tempo após a retirada do rodo. Se o índice tixotrópico também for inferior a 0,65, a velocidade de reconstrução estrutural após o desbaste por cisalhamento não consegue acompanhar o ritmo de separação do estêncil, arrastando, em última análise, agulhas de solda delgadas de 80 a 120 μm de comprimento nas bordas da almofada. Este defeito é claramente visível sob uma lupa de 30× e não pode ser eliminado estendendo o tempo de liberação.

O ângulo e a velocidade do rodo agravam a instabilidade reológica

Depois de ajustar o ângulo do rodo de 45° para 55°, a taxa de cauda da agulha diminuiu 37%. A razão fundamental é que um ângulo maior concentra mais a tensão de cisalhamento na pasta de solda a granel do que na camada de interface. Enquanto isso, uma velocidade de impressão estável de 120 mm/s pode reduzir a retenção local. No entanto, se a própria pasta de solda tiver uma viscosidade plástica superior a 220 Pa·s, mesmo a otimização do ângulo dificilmente poderá suprimir a formação de cauda de agulha. Isto indica que os parâmetros do equipamento podem apenas mitigar, e não fundamentalmente curar, defeitos reológicos.

A abertura do estêncil e o design do suporte afetam a morfologia da fratura

Com a mesma pasta de solda, o comprimento da cauda da agulha em estênceis de abertura trapezoidal é cerca de 40% menor do que em aberturas retangulares, porque as paredes laterais trapezoidais reduzem a área de adesão entre a pasta de solda e a parede da abertura, enfraquecendo a tração viscosa durante a separação do estêncil. Enquanto isso, áreas salientes sem suporte ao redor das almofadas tornam as agulhas de solda mais propensas à deflexão lateral, aparecendo como deslocamento direcional na inspeção AOI. Esta situação é particularmente proeminente em clusters de blocos de matriz de resistores 0402.

Método de julgamento rápido verificado no local por JiaJinYuan

O risco de pasta de solda pode ser avaliado preliminarmente sem um reômetro. Depois de deixar a nova pasta de solda repousar a uma temperatura constante de 25°C por 2 horas, use um rodo para empurrá-la a uma velocidade constante através de uma lâmina de vidro sob pressão de 30 N. Se as listras residuais não se contraírem obviamente dentro de 3 segundos após a parada, e as bordas forem serrilhadas em vez de arcos arredondados, pode-se basicamente confirmar que a capacidade de recuperação tixotrópica é insuficiente. Este método foi verificado em 12 fábricas atendidas pela JiaJinYuan, com taxa de conformidade de 89%.

A substituição da pasta de solda deve ser acompanhada de calibração sincronizada da janela de processo

Um cliente mudou para uma pasta de solda com índice tixotrópico de 0,72 sem ajustar a pressão do rodo, resultando em uma redução de 6,3 μm na espessura da impressão, o que por sua vez causou juntas de solda frias. Portanto, qualquer troca de pasta de solda deve verificar novamente os limites combinados de pressão do rodo (±2 N), velocidade (±15 mm/s) e distância de liberação (±0,1 mm); caso contrário, embora a cauda da agulha possa desaparecer, uma nova cadeia de defeitos pode ser introduzida.